Как количество измерений влияет на наше восприятие реальности?

Содержание
  1. Наверное, первым неосознанным добавлением измерения было добавление времени. Солнце встало, солнце село — сутки. Все повторилось — год. Время, про которое никто не думал как про четвертое измерение, постепенно уточнялось, уточнялось, уточнялось, уточнялось и стало довольно точным.
  2. Можно уронить перышко, выстрелить ядром из пушки — мы увидим, что все объекты падают с разной скоростью. Но! Не будь сопротивления воздуха, все они падали бы на Землю одинаково.
  3. Как в любой школьной задаче, мы пытаемся это объяснить, пытаемся перерешать, перерешать, перерешать — у нас ничего не получается. Дело в том, что для тех Галактик закон всемирного тяготения работает слегка неправильно, либо мы видим не всю массу этих Галактик.
  4. А если говорим про пятые и более измерения, то мы их действительно не наблюдаем. Поэтому физики придумали уловку — эти измерения существуют, но они как бы свернуты в трубочку, в трубочку минимального диаметра. И свернуты так, что если посмотреть на трубочку сбоку, она похожа на линию, а если анфас — похожа на точку. Все эти невидимые нами пространственные измерения свернуты в такие трубочки, размеры которых гораздо меньше тех, какие мы можем измерить.
  5. Сначала мы попытались из всех формул и физических законов убрать гравитацию, у нас получилось. Мы представили мир огромной пленкой, которая прогибается под тяжелыми объектами, причем даже летящие лучи света, которые не должны ни к чему притягиваться, потому что масса любого фотона равна нулю, все равно искажаются искривлениями этой пленки.
  6. Наш трехмерный мир в мире каком-то более серьезном является неким плоским листом, который можно спокойно свернуть и проткнуть насквозь. Думаю, мы сможем открыть эти кротовые норы.
  7. Вот, например, ходит легенда, что кто-то из великих, кажется Аристотель, сказал (или переводчики с древнегреческого опечатались), что у мухи восемь лапок. И так думали несколько сотен лет, пока кто-то не догадался сам пересчитать. Прогресс науки становится возможным только тогда, когда кто-то начинает сомневаться в догмах.
  8. Теория 10 измерений
  9. Данные ученых
  10. Тикают часики
  11. Странный математик
  12. Что происходит в других измерениях?
  13. Кто был первым?
  14. Точка, точка, запятая

Появились механические часы, независимые от светил, затем атомные часы. Возможно, первым, кто всерьез подумал, что время может играть роль четвертого измерения, был Эйнштейн. Он сказал что-то вроде: «Ребята, зачем вам эти формулы распространения света, когда одно не переходит в другое, мы просто вводим четвертое измерение в форме времени и через него все соединяем». Так получилось пространство-время. Оказалось, что во Вселенной нет одного времени. Не в том смысле, что в Москве и Нью-Йорке есть время, а в том, что на Земле и, например, на Луне часы будут работать совсем по-другому: все относительно. Время зависит от скорости движения объекта в пространстве. Чем быстрее летит объект, тем медленнее тикают часы: то есть часы на Луне всегда будут отставать. Время и пространство связаны: это четырехмерное пространство-время.

— Согласно теории Сасло, в начале расширения Вселенная была двумерной. Что это должно значить?

— Вероятно, что при тех энергиях, на тех скоростях, при тех плотностях, которые были тогда, другие измерения были неразличимы. Физики теперь считают, что существует определенное измерение — квант пространства, ниже которого нельзя спуститься. Это даже не субатомное измерение, а суб-суб-суб-суб-суб-суб-суб-суб-субатомное измерение, которое невозможно различить. Возможно, изменения касались только положения субконцепции, свернутой в трубу минимального диаметра, чтобы их можно было рассматривать как точку.

Затем открылись еще две трубы. Но четырех измерений нам недостаточно, правда?

— Да, даже в пределах нашей Вселенной, даже в нашей Галактике уже ясно, что четырех измерений немного недостаточно. Недостаточно точно описать все наблюдаемые явления. В общей теории относительности Эйнштейн размышлял: вот гравитация, гравитация, но существуют ли они на самом деле? И он провел мысленный эксперимент: если мы находимся в лифте и слышим, как мы нажимаем на пол, означает ли это, что мы находимся в гравитационном поле Земли, или лифт движется вверх с большим ускорением? Оказалось, что с точки зрения физики обе эти интерпретации неразличимы для человека в лифте. И Эйнштейн предложил отказаться от гравитации как таковой и вместо этого ввести искажение четырехмерного пространства-времени, в котором все тела начинают получать ускорение. В результате современные ученые свели к геометрии все законы всемирного тяготения и силы, изобретенные Ньютоном, увеличив количество геометрических измерений. Оказалось, что гравитации практически нет, есть только искажение пространства-времени.

— Нравится! Сфотографируйте, пожалуйста, гуманитарные науки. Куда пропала гравитация?

— Хороший. Все мы привыкли к тому, что если мы уроним яблоко, оно обязательно упадет на землю, как однажды упало на голову Ньютона. И это объяснялось тем, что на яблоко действует сила — всемирный закон тяготения, то есть Земля притягивает яблоко.

Можно уронить перышко, выстрелить ядром из пушки — мы увидим, что все объекты падают с разной скоростью. Но! Не будь сопротивления воздуха, все они падали бы на Землю одинаково.

А если мы поместим в колбу перо, яблоко и косточку, из которой откачиваем воздух, а потом быстро повернем, то увидим: все предметы упадут с одинаковой скоростью. Дело в том, что как Земля притягивает перо, сердцевину и яблоко, так и перо, сердцевина и яблоко притягивают Землю. Но эти объекты намного меньше, и нам кажется, что они падают. Оказывается, как старые добрые три измерения плюс законы Ньютона, так и новая четырехмерная дьявольщина плюс «искаженная» геометрия пространства-времени одинаково подходят для описания притяжения тел, по крайней мере, на малых расстояниях. Но законы Ньютона намного проще, и пользоваться ими может даже школьник — он довольно точно решит задачу с пресловутым яблоком. Но без теории Эйнштейна с ее элегантной, но сложной четырехмерной математикой невозможно обойтись на глобальных космических расстояниях. Хотя, повторяю, этих четырех измерений уже недостаточно.

— Эрн Фест подсчитал, что трехмерность — самая устойчивая модель, потому что при нескольких измерениях все будет нарисовано либо по центру, либо разбросано по сторонам. Что Вы думаете об этом?

— Наша Вселенная невероятно велика, и недавно было обнаружено, что она расширяется в огромных масштабах и расширяется с ускорением. Но поскольку мы еще не раздавлены и разорваны более чем на три измерения, это означает, что что-то идет не так с этой красивой теорией. Более того, все силы и законы, управляющие Вселенной, еще не открыты.

— А какая теория подходит?

— Пока не ясно. Смотрим на далекие галактики, видим, что они немного вращаются по-своему.

Как в любой школьной задаче, мы пытаемся это объяснить, пытаемся перерешать, перерешать, перерешать — у нас ничего не получается. Дело в том, что для тех Галактик закон всемирного тяготения работает слегка неправильно, либо мы видим не всю массу этих Галактик.

Пока что мы можем видеть ровно одну массу, из которой состоят звезды, межзвездный газ и планеты. Если сложить всю массу, мы получим определенное число. Если подставить это число в формулу вращения, то окажется, что края Галактики должны вращаться очень медленно, но они вращаются гораздо быстрее, как будто массы не так много, а в 10 раз больше. Много раз пытались все сосчитать, потом плюнули, сказали: «Ну да ладно, мы видим массу и будем искать еще девять, которые необходимы для описания всего, пока не найдем. Но давайте напишем, что эта масса является.» Вот темная материя. А еще есть новости о том, что Вселенная расширяется. Должна быть какая-то таинственная энергия, которая отталкивает его, заставляет взорваться изнутри. Мы почесали затылок, мы здесь уже ничего не видим, поэтому просто внесли темную энергию.

— Вам не кажется, что главное препятствие в изучении пространства и космоса — это экстраполяция? Мы пытаемся передать все законы, которые здесь работают, в результате появляется темная материя и темная энергия.

— Это действительно главная проблема. По деталям пытаемся построить общую картину. Конечно, в какой-то момент оказывается, что наша модель ошибочна. То же самое произошло в начале 20 века, когда они пытались объяснить свечение нагретых предметов.

Когда мы берем кусок железа и кладем его в огонь, он начинает светиться. Долгое время ни физики, ни химики не могли объяснить это свечение. Было несколько формул, но их экстраполяция привела к совершенно космически неверным результатам, которые даже не могли прийти мне в голову. Это было действительно невозможно экстраполировать. Сейчас мы сталкиваемся с этой проблемой уже в масштабах Вселенной.

Мы пытаемся экстраполировать наше понимание того, как все работает, в масштабе Солнечной системы, в конце концов, да, мы сталкиваемся с темной материей и темной энергией, потому что без нее наши современные формулы больше не работают.

— Хорошо ли я понял, что все эти теории, выходящие за рамки четвертого измерения, построены на микро- и макроуровне, словом, вдали от человеческой жизни?

— Мы можем как-то описать четвертое измерение с помощью времени.

А если говорим про пятые и более измерения, то мы их действительно не наблюдаем. Поэтому физики придумали уловку — эти измерения существуют, но они как бы свернуты в трубочку, в трубочку минимального диаметра. И свернуты так, что если посмотреть на трубочку сбоку, она похожа на линию, а если анфас — похожа на точку. Все эти невидимые нами пространственные измерения свернуты в такие трубочки, размеры которых гораздо меньше тех, какие мы можем измерить.

Поэтому они ввели так называемый компактный размер, который похож на суслика — мы его не видим, но он есть. Это сложно представить, но, похоже, это работает. Правда, для нашей повседневной жизни это избыточно.

— Пора поговорить о пределах нашего восприятия. Представьте, что физики собрались в комнате, перед ними двухмерный экран, за экраном в лучах софитов ходят обнаженные девушки. К сожалению, ученые любят только тени. Все устали смотреть, и из-за того, что нечего делать, ученые отмечают, что когда две тени сближаются, неясно, врежутся ли девушки друг в друга или нет. И так физики вычисляют вероятность столкновения обнаженных девушек. Они смотрят на размер тени, размытость краев и предсказывают, что будет с девушками на расстоянии. И это более-менее разрешимо. И если мы представим, что физики находятся в пятимерной комнате, а экран четырехмерный, как это можно вычислить? Ни одна из обычных формул не работает, экстраполяция, как мы уже выяснили, тупиковая вещь.

— Да, дело в том, что наш мозг, восприятие и воображение довольно серьезно ограничены тремя измерениями, к которым мы привыкли с детства. Мой школьный учитель также сказал нам не пытаться представить четвертое измерение, не пересекать время и пространство. Если представить, то все — «Кащенко».

— А вы пробовали?

— Да, я пробовал. Он все еще выглядит живым. Мне просто повезло — я не знал. Слава богу, есть математика. А математика позволяет описать эти четыре измерения, пять измерений, шесть измерений и семь измерений, не пытаясь зажечь воображение. То есть, используя сложный математический язык, можно описать эти вещи, не заходя слишком далеко, путем абстрагирования.

— Неевклидова геометрия вас спасает?

— Сохранить. Уловка любого математического исследования «криволинейной» геометрии в том, что все это значительно упрощает вычисления. Гораздо проще описать все с помощью геометрии Минковского, чем пытаться фехтовать костылями, помещая это в геометрию Евклида. В принципе, вся физика заключается в том, что сначала возникает какая-то красивая гармоничная теория, потом эксперименты начинают расходиться с теорией, в теорию пытаются добавить костыли, а потом рождается новая, более красивая теория , более сложный.

— Каждый раз новая геометрия? Король мертв, да здравствует король?

— Верно. И, например, когда речь идет о пятом измерении, зачем это было нужно?

Сначала мы попытались из всех формул и физических законов убрать гравитацию, у нас получилось. Мы представили мир огромной пленкой, которая прогибается под тяжелыми объектами, причем даже летящие лучи света, которые не должны ни к чему притягиваться, потому что масса любого фотона равна нулю, все равно искажаются искривлениями этой пленки.

Но помимо гравитации физики открыли электромагнитное взаимодействие. Но что, если электромагнитное взаимодействие можно описать совершенно иначе? Фактически, его можно измерить только по геометрии, добавив еще одно или несколько измерений. Правда, формулы усложнились, ну да ладно, чувак!

А потом физики открыли атомы. И оказалось, что и атомы, и атомные субчастицы (кварки, ядра, протоны, электроны) взаимодействуют друг с другом с помощью так называемых слабых и сильных особых сил. С их помощью как частицы, составляющие ядро, так и электроны вокруг ядра существуют в балансе сил, который есть. Это, в свою очередь, позволит нашей материи быть такой, какая она есть. На этом работают все ядерные реакторы, и это подтверждают эксперименты на Большом адронном коллайдере. Эти силы существуют. Но что насчет них? Можно ли их тоже заменить на геометрию? А теперь физики потихоньку добавляют новые измерения, заменяют…

— То есть теоретически можно на геометрическую нить нанизывать замеры, пока не надоест?

— Вы можете «создать» множество измерений, но мы не можем их представить, мы можем описать их только с помощью математики, но математика уже отдохнула. Обычно математика всегда опережала физику. Физики часто удивлялись, обнаруживая: «О, эта математическая формула подходит и описывает все!» Когда-то в школе я изучал комплексные числа и долго думал, что такое квадратный корень из минус единицы — то же самое
не может быть! А потом оказалось, что эти чудесные формулы отлично подходят для описания переменного тока — как работают лампочки и радиоприемники. Внезапно. С комплексными числами все вычисления выглядят красиво. Но формулы, которая могла бы легко и красиво описать пространство в одиннадцати и более измерениях, просто еще не существует.

— Когда мы говорим о трехмерном пространстве, мы понимаем, что есть высота, ширина, глубина, поэтому мы добавили время, это тоже понятно. Что включают в себя одиннадцать измерений?

— Например, уже упомянутый нами заряд от электромагнитного взаимодействия. Частицы с таким же названием отталкиваются зарядом, в отличие от частиц они притягиваются. Эти силы заставляют наши волосы вставать дыбом, когда их расчесывают гребнями. Благодаря гребенке частицы заряжаются одноименными и отталкиваются в разные стороны. И да, заряд может быть не физической величиной, а геометрической особенностью. Прямо в пятом измерении. Магнитное поле и электромагнитные волны? Мы также создаем для них измерение и стираем их из классических законов. Слабое и сильное взаимодействие в атоме тоже здесь. А когда что-то не работает, мы добавляем условное «измерение связи процесса», как когда-то Эйнштейн добавил время, а также новые математические правила, которые когда-то казались нам такими же безумными, как корень минус единицы.

— Герой «Мастера и Маргариты Коровьева» однажды сказал: «Для тех, кто знаком с пятым измерением, ничего не стоит раздвинуть комнату до желаемых пределов. Я скажу вам больше, дорогая леди, кто знает, какие границы. «Это уже хорошая фантазия? Разве вы не можете отодвинуть измерение в сторону?

— Это уже здорово. Пятое измерение существует, мы его не видим, но его никак нельзя сдвинуть. Но похоже, что на него можно «опереться». Возможно, с помощью некоего искривления пространства-времени в этих измерениях мы сможем очень быстро перейти из точки А в точку Б. Через так называемые кротовые норы. Возьмите лист бумаги и нарисуйте на нем две точки. Кратчайший путь выглядит как прямая линия. Но если мы сложим этот лист и пробьем его, то окажется, что именно так мы мгновенно перейдем из точки А в точку Б. Скорее всего, то же самое можно сделать и с нашим пространством, в котором мы живем.

Наш трехмерный мир в мире каком-то более серьезном является неким плоским листом, который можно спокойно свернуть и проткнуть насквозь. Думаю, мы сможем открыть эти кротовые норы.

— Когда?

— Сейчас мы идем к этому со всей силой. С помощью телескопов мы уже научились искать другие планеты, сейчас это только вершина возможностей человека. До недавнего времени все понимали, что у других звезд есть планеты, но никто их не видел, потому что мы тоже видим звезду как точку. Но человеческий разум дошел до того, что мы смогли найти эти далекие планеты и узнать, есть ли на них вода и кислород, даже не летая туда. Теперь все телескопы в мире стремятся обнаружить какие-то геометрические искажения, которые скажут, что здесь есть червоточина. Представьте, что наша Вселенная — это ванна, наполненная водой до краев. Тогда червоточина по внешнему виду будет чем-то напоминать воронку после выдергивания сливной пробки.

— Мы практически не можем себе представить эти измерения, измерения скручиваются в трубку, которую мы не можем измерить, мы используем комплексные числа для расчета. Как с этим работают физики? Это совершенно эфемерно.

— Довольно легко принять, когда результаты расчета совпадают с реальностью.

— Как вы живете с этими формулами? Тебе не больно?

— Мне это не больно. Все это говорит о том, что нам есть к чему стремиться и чему учиться. Когда я учился в школе, я думал, что вся физика ограничивается учебником и больше ничего нет — все открыто. Но когда вы приходите в колледж, оказывается, что мы знаем, что ничего не знаем, вот где начинается самое интересное. Можно что-то узнать, угадать, подсказать, внести свой вклад.

— Мне очень интересно «предлагать». Не могли бы вы прояснить вопрос об атомах времени, о прерывистом течении времени?

— Здесь, к сожалению, я не силен. Я все еще считаю, что время непрерывно, возможно, мои идеи безнадежно устарели.

— То есть вы не согласны с Эйнштейном, по вашему мнению, реальность не может быть представлена ​​сплошным полем?

— О, дело в том, что когда Эйнштейн породил какие-то квантовые законы, он догадался, что атомы испускают кванты света, а свет — это одновременно частица и волна. Потом он породил квантовую физику, оказалось, что материя, из которой мы состоим, — это и частица, и волна, и нет никакой уверенности, есть только вероятность. Так что Эйнштейн долгое время пытался «закрыть» это, он сказал, что его слова были неправильно поняты, что Бог не играет в кости. Эйнштейн всегда считал, что пространство, которое у нас есть, полностью непрерывно. Он никогда не говорил о каком-то квантовании пространства, он сказал, что все процессы могут каким-то образом плавно перетекать на один из других. В некотором смысле он был сторонником детерминизма: зная начальное условие, зная формулы, всегда можно предсказать будущее, а зная настоящее, зная условия, к которым оно привело, можно завершить прошлое.

— Когда мы говорим об Эйнштейне и теории относительности, мы сразу видим, что «что-то» происходит по отношению к «чему-то». Есть ли абсолютное «что-то», например, центр Вселенной, относительно которого все вращается? Как когда-то считалось, что все вращается вокруг Земли и она является центром Мира.

— Мы все еще находимся в рамках точки, которая расширилась до масштабов Вселенной из-за Большого взрыва. То есть этой точки не существует, потому что вся Вселенная — одна и та же точка. Он просто стал немного больше. На расстоянии многих миллиардов световых лет. Это очень сложно понять. В это можно только поверить. В какой-то момент вся физика поднимает вопрос о вере в определенные догмы.

— Разве это не противоречит научному подходу?

— Да, но это всегда стандартная проблема в науке. Есть некоторые авторитеты, которым обычно доверяют. Это совершенно нормально.

Вот, например, ходит легенда, что кто-то из великих, кажется Аристотель, сказал (или переводчики с древнегреческого опечатались), что у мухи восемь лапок. И так думали несколько сотен лет, пока кто-то не догадался сам пересчитать. Прогресс науки становится возможным только тогда, когда кто-то начинает сомневаться в догмах.

Некоторые догмы до сих пор неопровержимы. Возможно, стоит верить, что наша Вселенная родилась в результате Большого взрыва. Некоторые догмы о евклидовом пространстве, о трехмерности и о плоскости уже опровергнуты. Вопрос в том, куда мы идем.

— Кто сейчас является таким авторитетным авторитетом?

«Кип Торн и Питер Хиггс — скорее авторитеты. Торн занимается гравитационными волнами и непрерывностью пространства-времени, а Хиггс изучает квантовый мир. Эти два ученых и их последователи очень авторитетно и разумно описывают мир, но с разных сторон. Их теории немного не синхронизированы. Те представления, с помощью которых они описывают далекое пространство, перестают функционировать где-то на уровне атома. Космос непрерывен, атом дискретен, «прерывен». Любая математическая формула в физике имеет пределы применимости. Здесь работает, здесь работает со скрипом, а потом вообще не работает. Так ученые пытаются подружить змею с ёжиком.

— То есть одно породило другое, но действуют ли они по совершенно противоположным законам?

— Они во многом противоречат самим себе, но в то же время работают и описывают реальный мир. И просто читая работы обеих научных групп, можно сложить какое-то понимание и, возможно, нащупать теорию о том, что это подружится между этими двумя областями. Из-за этого несоответствия возникла теория струн, теория М. Ученые пытаются пройти через квантовые теории и огромную Вселенную, пытаясь создать теорию, которая описывает все. Но мы наткнулись на математику. Математики уже недостаточно.

— Как вы представляете себе Вселенную?

— Это что-то абсолютно бесконечное. И есть два подхода к этой бесконечности. Некоторые считают, что за границей нашей Вселенной есть следующая Вселенная, где законы немного другие. Как будто Вселенная похожа на государства на карте мира. А некоторые, в том числе и я, считают, что наша Вселенная непрерывна и бесконечна, но все законы в ней также меняются непрерывно и плавно. То есть с расстоянием наша Вселенная превращается в немного другую, но без границ и штампов в паспорте. Это то, во что я верю.

— Как количество измерений, которые мы испытываем, видим, живем или представляем, влияет на наше восприятие реальности?

— Трехмерность — все нормально, обычное дело. Мы чувствуем 4D, потому что чувствуем время.

Теория 10 измерений

Эта теория провозглашает количество измерений намного больше, чем те, которые известны человеку 3. По крайней мере, их 10. Они влияют на человеческий мир, несмотря на то, что его обитатели не видят и не воспринимают их.

Пятое измерение — это параллельный мир. Шестой — план, где есть вселенные, подобные этой. Седьмое измерение — это миры, возникшие в совершенно иных условиях, чем мир, известный человеку. Вся история миров хранится в восьмом измерении. Девятый содержит миры, которые живут согласно другим законам физики, кроме этого измерения. Десятый включает все перечисленные миры. Все их умы не могут вообразить.

Во вселенной

Данные ученых

Ученые активно работают над тем, чтобы выяснить, сколько измерений существует в мире. На данный момент это довольно загадочный вопрос. Есть только гипотезы, что другие юниверсы могут связываться с любым параметром. Но сегодня это что-то из разряда единой диалектики.

Описывая, какие измерения существуют на Земле, многие исследователи утверждают, что другие миры должны быть очень маленькими или огромными. Ведь именно при таких аномальных для человека размерах законы физики искажаются. Путешествие во времени возможно, но только в будущее, а не в прошлое. Однако даже эти утверждения ученых остаются только на уровне теории. Они ничем не доказаны.

Тикают часики

Время добавляет к нашей вселенной еще одну координату. Для того, чтобы вечеринка состоялась, необходимо знать не только, в каком баре она состоится, но и точное время этого мероприятия.

По нашему мнению, время — это не столько прямая линия, сколько луч. То есть у него есть отправная точка, и движение выполняется только в одном направлении — из прошлого в будущее. И только настоящее настоящее. Нет ни прошлого, ни будущего, как нет завтраков и ужинов с точки зрения офисного сотрудника в обеденный перерыв.

Но теория относительности с этим не согласна. С его точки зрения, время — это измерение во всех отношениях. Все события, которые существовали, существуют и будут существовать, так же реальны, как реален морской пляж, независимо от того, где мечты о звуках серфинга застали нас врасплох. Наше восприятие — это что-то вроде прожектора, освещающего отрезок прямой линии времени. Человечество в своем четвертом измерении выглядит так:

10 измерений реальности: просто и понятно по теории струн

Но мы видим только проекцию, срез этого измерения в каждый отдельный момент времени. Да, как брокколи на аппарате МРТ.

До сих пор все теории работали с большим количеством пространственных измерений, и временная всегда была единственной. Но почему пространство допускает появление нескольких измерений для пространства, но только один раз? Пока ученые не смогут ответить на этот вопрос, гипотеза о двух или более временных пространствах будет казаться очень привлекательной для всех философов и писателей-фантастов. Да и физики, что уж там. Например, американский астрофизик Ицхак Барс видит в забытом втором временном измерении корень всех проблем Теории Всего. В качестве мысленного упражнения давайте попробуем представить мир с двумя временами.

Каждое измерение существует отдельно. Это выражается в том, что если мы изменим координаты объекта в одном измерении, координаты в других могут остаться неизменными. Итак, если вы двигаетесь вдоль оси времени, которая пересекает другую под прямым углом, время вокруг нее остановится в точке пересечения. На практике это будет выглядеть так:

10 измерений реальности: просто и понятно по теории струн

Все, что нужно было сделать Нео, — это расположить свою одномерную ось времени перпендикулярно оси времени пуль. Чистая ерунда, ладно. На самом деле все намного сложнее.

Точное время во Вселенной с двумя измерениями времени будет определяться двумя значениями. Сложно представить двухмерное событие? То есть тот, который простирается одновременно по двум временным осям? Такой мир, вероятно, потребует специалистов по картированию времени, поскольку картографы наносят на карту двумерную поверхность земного шара.

Что еще отличает двумерное пространство от одномерного? Например, способность обойти препятствие. Это уже совершенно выходит за рамки нашего разума. Обитатель одномерного мира не может представить, что значит повернуть за угол. А это что — угол во времени? Кроме того, в двухмерном пространстве вы можете путешествовать вперед, назад и даже по диагонали. Я понятия не имею, что значит ходить во времени по диагонали. Я даже не говорю о том, что время лежит в основе многих физических законов, и невозможно представить, как изменится физика Вселенной с появлением другого измерения времени. Но думать об этом так увлекательно!

Странный математик

Концепцию четвертого измерения изучал другой ученый. Его зовут Чарльз Ховард Хинтон. Он не был мистиком. Он был математиком, хотя и несколько нестандартным мыслителем. Хинтон считал, что попытка представить четырехмерные объекты является эффективным способом тренировки мозга. Этакая йога для мозга. Хинтон изобрел для своих учеников различные техники такой визуализации. В том числе и знаменитый четырехмерный гиперкуб, который он назвал тессеракт. Его самая важная работа по этой теме — «Эпоха новой мысли». Он был опубликован в 1888 году (его можно прочитать в Интернете). Осторожно! Говорят, что несколько человек сошли с ума, пытаясь представить тессеракт Хинтона!

Что происходит в других измерениях?

Несмотря на все попытки писателей-фантастов рассказать, сколько измерений существует и что в них происходит, реальность оказывается несколько прозаичнее. Другие измерения человек не воспринимает. Известно, что, оказавшись в пятом измерении, человек увидит мир, который несколько отличается от его обычного. В шестом будет виден план других миров, которые начнутся так же, как и нынешний мир. Если бы человек мог доминировать над ним, его можно было бы перенести в прошлое и в будущее. Включая альтернативное будущее.

Седьмое измерение откроет путь в другие миры, начиная с других условий. В предыдущих начало всегда было одно, а здесь — альтернатива.

В восьмом измерении будут найдены все возможные истории, у них будет бесконечное количество ответвлений. У всех разное начало. Девятое измерение позволило бы сравнить все истории миров с разными физическими законами и условиями. В десятом человек был бы в точке, где было покрыто все, что только можно вообразить. Теория струн объясняет эти 6 измерений.

Если вы читаете научные статьи, объясняющие, сколько существует измерений, рано или поздно исследователь натолкнется на понятие «брана». Это объект, точечная частица в более высоких измерениях. Браны движутся в пространстве и времени. У них масса, у них может быть заряд.

Полетел в космос

Многие ученые считают, что можно использовать телескоп для обнаружения света ранней Вселенной, существовавшей много миллиардов лет назад. Тогда станет ясно, как дополнительные измерения повлияли на Вселенную.

Если когда-нибудь теория струн будет доказана, весь мир признает, что существует 10, а может и больше измерений. Но неизвестно, удастся ли когда-нибудь визуально представить большие размеры.

Кто был первым?

интересно, что первое упоминание о такой возможности вообще встречается не в научной фантастике, а в вполне научном произведении. Эта теория была впервые высказана в 1872 году немецким астрономом Карлом Цельнером. Он использовал это как возможное объяснение космической головоломки, известной как парадокс Ольберса. Суть его в следующем: если Вселенная бесконечна и количество звезд в ней бесконечно, то почему ночью темно? Объяснение Цёлльнера состоит в том, что трехмерное пространство нашей Вселенной искривлено в четвертом измерении. Таким образом, далекие звезды «исчезают за горизонтом», как корабли исчезают за горизонтом на искривленной поверхности Земли.

Хотя Цёлльнер впервые пришел к идее четвертого измерения в чисто научном контексте, он продолжал придерживаться ее в мистическом смысле. Потому что он был большим поклонником английского ученого Уильяма Крукса. Кто был открытым приверженцем спиритизма. Цёлльнер пошел даже дальше Крукса. Он предположил, что духи живут и перемещаются в пространстве четвертого измерения. А то, что мы воспринимаем как призраков, на самом деле всего лишь их трехмерные «тени».

Цельнер при поддержке американского экстрасенса по имени Генри Слейд провел серию экспериментов, направленных на демонстрацию того, что духи могут выполнять задачи, которые были бы физически невозможны без доступа к четвертому измерению. Он опубликовал результаты этой работы в 1878 году в книге, посвященной Уильяму Круксу. Он назывался «Трансцендентальная физика» (вы можете прочитать его в Интернете). Это была одна из первых систематических попыток изучения паранормальных явлений научными методами.

Современные ученые считают, что Slade на самом деле был мошенником. Кто просто обманул доверчивого Цельнера ловкостью рук.

Точка, точка, запятая

Начать сначала. Нулевое измерение — это точка. У него нет размеров. Двигаться некуда, координаты для обозначения положения в таком измерении не нужны.

Ставим вторую возле первой точки и проводим через них линию. Вот ваше первое измерение. Одномерный объект имеет размер, длину, но не ширину или глубину. Движение в одномерном пространстве очень ограничено, потому что препятствие, возникшее на пути, невозможно избежать. Для нахождения на этой линии требуется только координата.

Поставим точку возле отрезка. Чтобы уместить оба этих объекта, нам нужно двухмерное пространство, имеющее длину и ширину, то есть площадь, но без глубины, то есть объем. Положение любой точки на этом поле определяется двумя координатами.

Третье измерение возникает, когда мы добавляем к этой системе третью координатную ось. Нам, обитателям трехмерной вселенной, это очень легко представить.

Попробуем представить, каким видят мир обитатели двухмерного пространства. Например, эти два человека:

10 измерений реальности: просто и понятно по теории струн

Каждый из них увидит своего друга таким:

10 измерений реальности: просто и понятно по теории струн

Но в этой ситуации:

10 измерений реальности: просто и понятно по теории струн

Наши герои будут выглядеть так:

10 измерений реальности: просто и понятно по теории струн

именно смена точки зрения позволяет нашим героям судить друг о друге как о двухмерных объектах, а не об одномерных сегментах.

Теперь представим, что некий объемный объект движется в третьем измерении, который пересекает этот двухмерный мир. Для стороннего наблюдателя это движение будет выражаться в изменении двухмерных проекций объекта на плоскость, например брокколи в аппарате МРТ:

Но для жителя нашей Флатландии такой образ непонятен! Он даже представить себе не может. Для него каждая из двухмерных проекций будет рассматриваться как одномерный сегмент с загадочно изменяющейся длиной, возникающий в непредсказуемом месте и даже непредсказуемо исчезающий. Попытки рассчитать длину и место происхождения таких объектов по законам физики двумерного космоса обречены на провал.

Мы, жители трехмерного мира, видим все как двумерное. Только движение объекта в пространстве позволяет нам почувствовать его объем. Мы также будем рассматривать любой многомерный объект как двумерный, но он будет удивительно меняться в зависимости от наших отношений с ним или погоды.

С этой точки зрения интересно подумать, например, о гравитации. Все наверняка видели похожие изображения:

10 измерений реальности: просто и понятно по теории струн

на них принято изображать, как гравитация искривляет пространство-время. Кривые . где? Просто в любом из известных нам измерений. А как насчет квантового туннелирования, то есть способности частицы исчезать в одном месте и появляться в совершенно другом месте, причем за препятствием, через которое она не может проникнуть в наши реальности, не проделав дыру? А как насчет черных дыр? Но что, если все эти и другие загадки современной науки объясняются тем, что геометрия пространства не совсем такая, как мы ее воспринимали?

 

Оцените статью
Блог о планетах